特許 7567177 ソレノイドチューブの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】ソレノイドチューブの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 7/127 20060101AFI20241008BHJP

   H01F 7/16 20060101ALI20241008BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20241008BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

H01F7/16 Q

H01F7/16 E

B23K26/21 N

F16K31/06 305G

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020039526

(22)【出願日】2020-03-09

(65)【公開番号】P2020161809

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2023-02-13

(31)【優先権主張番号】P 2019053295

(32)【優先日】2019-03-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 慎太朗

【審査官】井上 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０７３０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】再公表特許第２０１３／１５７２６９（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０５１６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６９１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７２７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０２６２１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－０６３２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９５９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１９１０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７２４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１４６９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３４０２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１４５７０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ７／１２７

Ｈ０１Ｆ ７／１６

Ｂ２３Ｋ ２６／２１

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性材料により構成された管状部材からなる第１磁性部材と、前記第１磁性部材と同軸上に配置され磁性材料により構成された管状部材からなる第２磁性部材と、非磁性材料により構成され、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材の外周側に嵌合されて前記第１磁性部材と前記第２磁性部材を繋ぐ管状の非磁性部材と、を有するソレノイドチューブの製造方法であって、
前記第１磁性部材の前記非磁性部材側端部外周面には第１段差部が形成されており、および、前記第２磁性部材の前記非磁性部材側端部外周面には第２段差部が形成されており、
前記第１磁性部材と前記非磁性部材を前記第１段差部において周方向に重なり合う部分を有するように嵌合し、前記第２磁性部材と前記非磁性部材を前記第２段差部において周方向に重なり合う部分を有するように嵌合し、
前記重なり合う部分に対し外周側から出力２７０Ｗ～４００Ｗ、レーザ照射時間２秒～５秒、ダウンスロープ０．２秒～０．４秒、周速２秒／周～５秒／周の条件でファイバーレーザ溶接を行うことによって、溶接による溶融部分の深さが、非磁性部材の厚みの１１０％以上、かつ、非磁性部材の厚みと溶接部分直下の第２磁性部材の厚みの合計の８５％以下、ビード幅０．６６ｍｍ～１．７８ｍｍ、ソレノイドチューブ内周面の真円度が３．５μｍ以下となるように、前記第１磁性部材と前記非磁性部材および前記第２磁性部材と前記非磁性部材を接合することを特徴とする、ソレノイドチューブの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ソレノイドチューブの製造方法に関し、特に溶接によるソレノイドチューブの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、流体の流量制御などに、ソレノイドと呼ばれる電磁弁が用いられる。ソレノイドの主要部分の構造は、チューブと呼ばれる非磁性部分を磁性体で挟んだ構造の管状部材と、チューブの外周側に配置されたコイルと、チューブの内部に収容された磁性体の可動鉄心を含む。
チューブは、例えば、図1のように、磁性材料により構成された管状部材からなる第１磁性部材１０（固定磁極）と、同じく磁性材料により構成された管状部材からなる第２磁性部材１２（磁性後部）とを、非磁性領域を作るために少し空間を空けて管状の非磁性部材１１（ガイドパイプ）で繋いだ構造をしている。チューブの外周面側に配置されたコイルに電流を流してチューブと可動鉄心に磁気回路を形成し、その電流を制御することによって可動鉄心の位置を制御して、可動鉄心に連結されたロッドを動かし、それによって弁をオンオフする。

【0003】

従来、第１磁性部材および第２磁性部材と非磁性部材の接合にはＴＩＧ溶接が用いられていた。しかしながら、ＴＩＧ溶接では、溶接の熱によってチューブが変形し、可動鉄心の摺動性が悪化するため、溶接後に内径部の高精度な加工が必要であり、大きなコストアップ要因となっていた。

【0004】

この問題を解決するため、特許文献１には、レーザ溶接によってステータ（第１磁性部材に相当）およびヨーク（第２磁性部材に相当）とリング（非磁性部材に相当）を接合する方法が記載されている。特許文献１記載のレーザ溶接では、溶接後にチューブ内径部の加工は必要ないとされている。
また、特許文献２には非磁性部材を第１磁性部材および第２磁性部材の内周側に嵌合させる構造が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－３８７８０号公報

【文献】特開２０１４－７３０１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、第１磁性部材側の溶接は作業の管理が容易で効率の良い重ね合わせ溶接を行う。しかしながら、第２磁性部材側に関しては、可動鉄心の摺動面となる第２磁性部材側の内周面が溶接による熱の影響で歪む恐れがあるため、非磁性部材端部との突合せ溶接を行っている。しかしながら、特許文献１にも記載されている通り突合せ溶接では厳しい品質管理が必要である。具体的には、非磁性部材端面や第１磁性部材の段差部分に加工ばらつきがあると、溶接の不完全部分が発生するため加工精度を上げる必要があり、大きなコストアップ要因となることがわかった。

【0007】

また、特許文献１にはレーザ溶接についての詳細な記載がなく、どのようなレーザ溶接を用いているかは不明であるが、後に詳述するように、特許文献１のレーザ溶接は例えばこの手のレーザ溶接でよく用いられるＹＡＧレーザ溶接等であると考えられる。発明者らがＹＡＧレーザ溶接で重ね合わせ溶接を試したところ、必要な溶接強度を確保するためにはかなりのレーザ出力が必要であり、第２磁性部材の内周面が歪む恐れがあることがわかった。さらには、溶接面に多量のスパッタが付着し、外観不良となることも判明した。

【0008】

特許文献２の構造は特許文献１の上記歪みの問題を解決するとされているが、大幅な設計変更が必要となり、容易に採用することはできない。

【0009】

本発明は上記問題を解決するものであり、第１磁性部材側、第２磁性部材側の双方とも作業管理が容易で効率の良い重ね合わせ溶接を行い、かつ、溶接による熱歪みによってチューブ内周面の変形が少なく、かつ、実質的に溶接面のスパッタ付着のない、ソレノイドチューブの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的のためになされた本発明のソレノイドチューブの製造方法は、磁性材料により構成された管状部材からなる第１磁性部材と、前記第１磁性部材と同軸上に配置され磁性材料により構成された管状部材からなる第２磁性部材と、非磁性材料により構成され、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材の外周側に嵌合されて前記第１磁性部材と前記第２磁性部材を繋ぐ管状の非磁性部材と、を有するソレノイドチューブの製造方法であって、前記第１磁性部材の前記非磁性部材側端部外周面には第１段差部が形成されており、および、前記第２磁性部材の前記非磁性部材側端部外周面には第２段差部が形成されており、前記第１磁性部材と前記非磁性部材を前記第１段差部において周方向に重なり合う部分を有するように嵌合し、前記第２磁性部材と前記非磁性部材を前記第２段差部において周方向に重なり合う部分を有するように嵌合し、前記重なり合う部分に対し外周側からファイバーレーザ溶接を行うことによって前記第１磁性部材と前記非磁性部材および前記第２磁性部材と前記非磁性部材を接合することを特徴とする。

【0011】

好ましくは、溶接による溶融部分の深さが、非磁性部材の厚みの１１０％以上、かつ、非磁性部材の厚みと溶接部分直下の第２磁性部材の厚みの合計の８５％以下となるように、前記第１磁性部材と前記非磁性部材および前記第２磁性部材と前記非磁性部材を接合する。

【0012】

また好ましくは、前記ファイバーレーザ溶接の条件は、出力２７０Ｗ～４００Ｗ、レーザ照射時間２秒～５秒、ダウンスロープ０．２秒～０．４秒、周速２秒／周～５秒／周である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ファイバーレーザ溶接により、工程管理の容易な重ね合わせ溶接を行っても、溶接による熱歪みによってチューブ内周面の変形が少なく、かつ、実質的に溶接面のスパッタ付着のない、ソレノイドチューブの製造方法を提供することができ、品質の向上と工程のコストダウンを両立させることが可能となる。なお、本発明において「実質的にスパッタ付着がない」とは、本発明のソレノイドチューブを外周側から目視で観察してスパッタ（溶接時に飛散する粒径１μｍ～数ｍｍの粒子状付着物）が確認できないことを言う。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係るソレノイドチューブの製造方法を用いて製造されるチューブを備えるソレノイドを示す断面図である。

【図2】非磁性部材１１と第２磁性部材１２を溶接した状態を示す断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るソレノイドチューブの製造方法を用いて製造されるチューブを示す断面図である。

【図4a】本発明の実施例におけるソレノイドの外観写真である。

【図4b】本発明の実施例におけるソレノイドの溶接部の断面写真である。

【図5】本発明の実施例におけるソレノイドの円筒度および真円度を示すデータである。

【図6a】本発明の実施例におけるソレノイドの外観写真および溶接部の断面写真である。

【図6b】本発明の実施例におけるソレノイドの外観写真および溶接部の断面写真である。

【図7】本発明の実施例におけるソレノイド特性のデータを示す図である。

【図8】本発明の実施例および比較例におけるソレノイドの真円度を示すデータである。

【図9】本発明の実施例におけるソレノイドの溶接部の断面写真である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

【0016】

図１は、本発明の一実施形態のソレノイドチューブの製造方法によって製造されるチューブを備えるソレノイドを示す断面図である。
ソレノイド１００は、第１磁性部材１０、非磁性部材１１、第２磁性部材１２、コイル１４、樹脂部材１６、ケース１８、可動鉄心２０、ロッド２２、およびスペーサ２４を備える。
第１磁性部材１０は軟鋼（例えばＳＳ４００）などの磁性材料によって構成される。第１磁性部材１０は、軸方向と直交する面に対して略平行に設けられ可動鉄心２０が対向する吸着面１０ａを有し、その内周側を可動鉄心２０が摺動する部分１０ｂ（吸着面１０ａより第２磁性部材１２側）と吸着面１０ａより第２磁性部材１２の反対側の部分である１０ｃとを含む。ソレノイドが比例タイプのソレノイドの場合、１０ｂは外径が先端に向かって（第２磁性部材側に向かって）小さくなるような中空の円錐台形状部分を含む（図３参照）。非磁性部材１１はＳＵＳ３０４などの非磁性材料によって構成される円筒状の部材である。第２磁性部材１２は軟鋼（例えばＳＳ４００）などの磁性材料によって構成される。第２磁性部材１２は、軸方向と直交する面に対して略平行で可動鉄心２０が対向する面１２ａを有し、その内周側を可動鉄心２０が摺動する部分１２ｂ（面１２ａより第１磁性部材側）と面１２ａより第１磁性部材の反対側の部分である１２ｃとを含む。第１磁性部材１０と第２磁性部材１２はその外周側に非磁性部材１１が嵌合する第１段差部１０ｄと第２段差部１２ｄを有し、第１段差部１０ｄおよび第２段差部１２ｄに非磁性部材１１が嵌合して溶接され、ソレノイドチューブ２００を形成する。すなわち、ソレノイドチューブ２００は、磁性材料により構成された第１磁性部材１０と、同じく磁性材料により構成された第２磁性部材１２とを、非磁性領域を作るために少し空間を空けて非磁性部材１１で繋いだ構造をしている。コイル１４は樹脂部材１６によってモールドされた状態でソレノイドチューブ２００に巻回される。ケース１８は、鉄などの磁性材料により筒状に形成され、かつコイル１４と樹脂部材１６とを外方から覆うようにソレノイドチューブ２００に取り付けられる。可動鉄心２０は筒状に形成され、ソレノイドチューブ２００の内部空間Ｓ内に収容される。ロッド２２は可動鉄心２０とともにソレノイドチューブ２００内を往復動可能に設けられる。スペーサ２４は例えば環状に形成され、可動鉄心２０の軸方向の一端部においてロッド２２の外周に設けられる。

【0017】

このようなソレノイド１００において、コイル１４に電流を流すと磁界Ｈ（図1において一点鎖線で示す）が発生し、可動鉄心２０、第１磁性部材１０、第２磁性部材１２が磁化される。このとき、第１磁性部材１０と第２磁性部材１２は、少し空間を空けて非磁性材料の非磁性部材１１で繋いでいるのでこの空間が非磁性領域となり、コイル１４により発生した磁界Ｈの磁束はこの領域を避け、第１磁性部材１０、第２磁性部材１２を経由して可動鉄心２０に及んでいく。これによって、可動鉄心２０を強く磁化することができる。コイル１４に電流を流す前、可動鉄心２０の第２磁性部材１２側の端面が面１２ａに接しているが、コイル１４に電流を流し発生した磁界Ｈにより磁化された可動鉄心２０は、磁化された第１磁性部材１０に引き寄せられ、可動鉄心２０およびロッド２２がチューブ内を図１に示す位置まで移動する。なお、ロッド２２は不図示のバネ等によって面１２ａ側に常時付勢されており、コイル１４への電流の供給を止めると、可動鉄心２０およびロッド２２が、面１２ａ側に移動する。

【0018】

ソレノイド１００を比例ソレノイドとして用いる場合、第１磁性部材１０の１０ｂ部分の先端を円錐台形状とすることにより、コイル１４に流れる電流の大きさにより可動鉄心２０の位置を制御することができる（図３参照）。

【0019】

第１磁性部材１０および第２磁性部材１２を構成する磁性材料としては上記ＳＳ４００などの鉄系材料のほか、ＳＵＳ４３０などの磁性ステンレスなどが挙げられ、また、非磁性部材１１を構成する非磁性材料としては上記ＳＵＳ３０４のほか、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２１などの非磁性ステンレス、黄銅、青銅などのＣｕ系合金、アルミニウム合金などが挙げられる。

【0020】

以下、本発明の一実施形態に係るソレノイドチューブ２００の製造方法について説明する。

【0021】

まず、図２のように、第２磁性部材１２の第２段差部１２ｄに非磁性部材１１の一端側を嵌め込む。続いて、非磁性部材１１と第２磁性部材１２の１２ｂが重なり合う部分（例えばＡの位置）に対して外周側からファイバーレーザ溶接を行い、非磁性部材１１と第２磁性部材１２を溶接する。

【0022】

次に図３のように、非磁性部材１１を溶接によって接合した第２磁性部材１２の内周側に、可動鉄心２０、ロッド２２、スペーサ２４を収容し、非磁性部材１１の他端側を第１磁性部材１０の第１段差部１０ｄに嵌め込み、非磁性部材１１と第１磁性部材１０の１０ｃが重なり合う部分（例えばＢの位置）に対して外周側からファイバーレーザ溶接を行い、非磁性部材１１と第１磁性部材１０を溶接する。

【0023】

第１磁性部材１０と非磁性部材１１の溶接、および第２磁性部材１２と非磁性部材１１の溶接は、溶接による溶融部分が非磁性部材１１を貫通し、それぞれ、第１磁性部材１０および第２磁性部材１２を貫通しないように行うが、確実に接合し、かつ、内周面に歪みを与える恐れを回避するためには、溶け込み深さ（溶融部分の深さ）が非磁性部材１１の厚みの１１０％以上、かつ、非磁性部材１１の厚みと溶接部分直下の第１磁性部材１０の厚みの合計の８５％以下、および、非磁性部材１１の厚みと溶接部分直下の第２磁性部材１２の厚みの合計の８５％以下となるように行うことが好ましい。溶け込み深さは、非磁性部材１１の厚みと溶接部分直下の第１磁性部材１０の厚みの合計の８０％以下、および、非磁性部材１１の厚みと溶接部分直下の第２磁性部材１２の厚みの合計の８０％以下であることがより好ましい。

【0024】

非磁性部材１１の第２磁性部材１２への嵌め込み、可動鉄心２０等の部材の収容、および非磁性部材１１の第１磁性部材１０への嵌め込みの一連の組み立て作業を先に行ってから、Ａ、Ｂ２か所のファイバーレーザ溶接を続けて行ってもよい。工程の順序は各々の部品の形状等に合わせて任意である。

【0025】

図３において、Ｂの位置は可動鉄心２０が摺動するチューブ内周面の裏側に当たらないため、特許文献１においてもここに相当する部分をレーザ溶接している。しかしながら、Ａの位置は可動鉄心２０が摺動するチューブ内周面のちょうど裏側に当たり、溶接の熱によってチューブが変形する（歪む）と、可動鉄心２０の摺動性が悪化する。特許文献１では、この内周面が溶接の熱によって歪むのを避けるため、第２磁性部材１２側は突合せ部（Ｃの位置）を溶接している。特許文献１にはレーザ溶接についての詳細な記載がない。唯一読み取れるのは第２磁性部材１２と非磁性部材１１を重ね合わせ溶接した場合、第２磁性部材１２の内周面が歪む恐れがあるが、突合せ溶接した場合は歪まないということである。突合せ溶接では深さ方向だけでなく周方向（表面方向）にも溶接が可能であるため比較的出力を低くして溶接に必要な溶け込み深さを浅くできる。後述の実施例に示すように、ＹＡＧレーザによる重ね合わせ溶接で、溶け込み深さを深くして必要な溶接強度を確保するためには、かなり出力を高くする必要があり、第２磁性部材１２の内周面が歪む恐れがある。したがって、特許文献１のレーザ溶接はＹＡＧレーザ等で高出力のレーザを用いた溶接によると推測される。しかしながら、突合せ溶接は、Ｃの位置で非磁性部材１１と段差部１２ｄとの間に隙間があると溶接が不完全になることがあり、隙間を作らないように高い部品精度が必要となり、また厳しい工程管理が必要なため、コストアップ要因である。そこで発明者は、Ａの位置で重ね合わせ溶接を行っても低出力で必要な溶け込み深さが得られる溶接方法を検討したところ、ファイバーレーザ溶接を採用し、所定の条件で溶接を行うことにより、チューブ内周面に大きな歪みを与えて変形させることなく、必要な封止特性、耐圧特性を満足する溶接強度で溶接可能であることがわかった。

【0026】

ファイバーレーザ溶接の条件は、第２磁性部材１２の１２ｂ部分や非磁性部材１１の材料特性および厚みにもよるが、溶融部分が非磁性部材１１を貫通し、第２磁性部材１２の１２ｂ部分を貫通しないように設定される。具体的には、出力２７０Ｗ～４００Ｗ、レーザ照射時間２秒～５秒、ダウンスロープ０．２秒～０．４秒、周速２秒／周～５秒／周であることが好ましい。

【0027】

ファイバーレーザ溶接は、高い加工速度（タクトタイム３秒以内）かつ深い溶け込み深さで溶接可能で、ＹＡＧレーザなどの従来のレーザ溶接に比べて熱の影響が少ない。本発明によれば、好ましくは、内周面の真円度が１０μｍ以下、より好ましくは、円筒度が１０μｍ以下、真円度が５μｍ以下の、変形が少なく可動鉄心の摺動に問題のないチューブを製造することができる。また、そのレーザ光は強力で焦点の正確な連続波であるので、狭い領域を正確に溶接することができ、溶接跡が狭くかつ溶接部分に与える物理的歪が少ない。また、溶接跡のスパッタ付着もほとんどない。しかしながら、逆に溶接跡が狭いので突合せ溶接には比較的不向きであり、特に突合せ部分を正確に合わせないと溶接不完全な部分が発生する恐れがある。

【実施例】

【0028】

［溶接状態の比較］
（実施例１）
表１の溶接手法および溶接個所につき、図２に示すように非磁性部材１１と第２磁性部材１２を溶接し、溶接状態と第２磁性部材１２の内周面の変形を比較評価した。内周面の変形の評価はサンプル内周面の円筒度および真円度を評価することによって行った。実験に用いた非磁性部材１１の厚みは０．６８ｍｍ、第２磁性部材１２ｂ部分の厚み（非磁性部材１１の厚みと第２段差部１２ｄ直下の厚み（１．５２ｍｍ）の合計に等しい）は２．２ｍｍである。

【0029】

【表1】

【0030】

溶接個所Ａは重ね合わせ溶接、Ｃは突合せ溶接である。溶接条件は、溶け込み深さが表の値（１．０ｍｍ：非磁性部材１１厚みの１４７％で第２磁性部材１２ｂ厚みの４５％、および１．６ｍｍ：非磁性部材１１厚みの２３５％で第２磁性部材１２ｂ厚みの７３％）となるように調整した。具体的には、ファイバーレーザ溶接の条件は、出力は表中の値、レーザ照射時間３秒（１周）、ダウンスロープ時間０．３秒とし、ＴＩＧ溶接の条件はベース電流８０Ａ、パルス電流４０Ａ、パルス周波数１００Ｈｚ、周速２０秒、ダウンスロープ４秒とした。溶け込み深さは、溶接断面を塩化第二鉄液でエッチングし、色調が変化している部分を溶け込み部分として評価した。

【0031】

それぞれの溶接サンプルにつき、外観の評価、および封止テスト（エア圧力０．４９～０．６３ＭＰａで３０秒間加圧したときのエアリーク無で〇）を行った。結果を表１に示す。実施例１－１の外観については、同条件で溶接した別サンプルの写真を図４ａに示す。このサンプルは、図３に示すように、第１磁性部材１０側と第２磁性部材１２側の両方を実施例１－１と同条件で溶接したサンプルである。また、溶接部の断面写真を図４ｂに示す。また、実施例１－１について、円筒度、真円度の評価を行った。結果を図５に示す。円筒度及び真円度の評価は真円度・円筒度測定器を使用し、Ａ部分直下、Ａ部分直下より９ｍｍ奥側（第２磁性部材１２側）の２か所について行った。円筒度は３．５μｍ、Ａ部分直下の真円度は２．０μｍであった。

【0032】

表１、図４ａ、図４ｂより、ファイバーレーザ溶接によって重ね合わせ溶接を行った場合、十分な溶け込み深さが得られる出力で溶接しても外観はスパッタ付着はなく、封止テストも合格であった。出力５００ｗでは外観に少々焼けが見られたが問題ない範囲であった。また図５より、ファイバーレーザ溶接後のチューブは円筒度１０μｍ以下、真円度５μｍ以下を満たしており、ほとんど歪は見られなかった。ファイバーレーザ溶接によって突合せ溶接を行った場合は、作製した１００個のサンプル中１個について溶接不完全な部分（隙間）が発見された。非磁性部材１１の加工ばらつきや後部磁極１２への圧入作業のばらつきによって発生した隙間を溶接で埋めきれなかったものと考えられる。さらに、比較例１－２のＴＩＧ溶接の場合も外観の付着物はなかったが焼けが多く、円筒度、真円度の評価を行おうとしたが、歪が大きすぎて測定不可能であった。そこで、ＴＩＧ溶接後のチューブの内周面を加工してから測定を行ったところ、円筒度１７．１μｍ、真円度６．７μｍであった。ＴＩＧ溶接の場合は、突合せ溶接を行っても、円筒度、真円度ともに大きく悪化し、特にＣ部分の溶接個所直下の変形が著しかった。

【0033】

（実施例２）
ファイバーレーザ溶接の条件を変えて実施例１と同様の溶接サンプルを作製し、それぞれの溶け込み深さと外観の評価を行った。溶接条件と評価結果を表２に示す。なお、本実施例では非磁性部材１１の厚みは０．６８ｍｍ、第２磁性部材１２ｂ部分の厚み（非磁性部材１１の厚みと第２段差部１２ｄ直下の厚み（１．５２ｍｍ）の合計に等しい）は２．２ｍｍである。

【0034】

【表2】

【0035】

表２からわかるように種々の溶接条件で溶け込み深さが０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下（非磁性部材１１厚みの１１８％以上２３５％以下で第２磁性部材１２ｂ厚みの３６％以上７３％以下）であった。外観については、出力５００Ｗの条件で内周面に若干焼けが見られたものの問題のない範囲であり、すべての条件でスパッタ付着がなかった。

【0036】

（実施例３）
表３の溶接手法および溶接条件につき、図２に示すように非磁性部材１１と第２磁性部材１２を溶接し、溶接状態と第２磁性部材１２の内周面の変形、外観の評価、および封止テストを比較評価した。内周面の変形の評価はサンプル内周面の真円度を評価することによって行った。外観評価は、スパッタ付着の有無と焼けを評価した。また封止テストは、エア圧力０．４９～０．６３ＭＰａで３０秒間加圧したときのエアリーク無で合格（〇）とした。実験に用いた非磁性部材１１の厚みは０．６７ｍｍ、非磁性部材１１の厚みと第２段差部１２ｄ直下の厚み（１．５２５ｍｍ）の合計は２．１９５ｍｍである。なお、真円度の評価位置は溶接部がＡ部分直下、非溶接部がＡ部分から１０ｍｍ奥側（第２磁性部材１２側）とした。溶接条件と評価結果を表３に示す。また、真円度の測定結果を図８に、溶接部分の断面図の一例として実施例３－３の断面図を図９に示す。

【0037】

【表3】

【0038】

表３からわかるように種々の溶接条件で溶け込み深さが０．８０ｍｍ以上１．８３ｍｍ以下（非磁性部材１１厚みの１１９％以上２７３％以下で、非磁性部材１１の厚みと第２段差部１２ｄ直下の厚みの合計の３６％以上８３％以下）であった。外観については、すべての条件でスパッタ付着がなく、焼けの状態も問題のない範囲であった。真円度についてもすべての条件でＴＩＧ溶接（内周面加工後）の真円度（比較例１－２、６．７μｍ、図８に合わせて示す）を下回っており、特に出力が４００Ｗ以下の条件では３．５μｍ以下と、ほとんど歪が見られなかった。

【0039】

（比較例）
比較例として、ＹＡＧレーザ溶接の条件を変えて実施例１と同様の溶接サンプルを作製し、溶け込み深さと外観の評価を行った。溶接条件と結果を表３に示す。また、比較例２－３および２－４の外観および断面写真を図６ａ、図６ｂに示す。

【0040】

【表4】

【0041】

ファイバーレーザ溶接（実施例１－１、２－２、２－３、２－４で出力３００ｗ）と同等のピークパワー（１．８ｋｗ）で溶接した時の溶け込み深さは０．５ｍｍであり、第２磁性部材まで達せず、非磁性部材１１と第２磁性部材１２を接合することができなかった。また、ピークパワーを増加させて実験した結果、溶接部分近傍にスパッタ付着が多く付着するようになり、特にピークパワー４ｋｗ（ファイバーレーザ換算出力５００ｗ）のサンプルはスパッタ付着が非常に多かった。

【0042】

［ソレノイド特性］
（実施例３）
実施形態に記載の製造方法に従って、図３のソレノイドチューブを作製した。溶接はＡおよびＢ部分を重ね合わせ溶接とし、溶接条件は表１の実施例１－１と同じ条件とした。作製したチューブに対し、吸引力、封止、耐圧のソレノイド特性を確認した。

【0043】

・吸引力特性
まず吸引力特性を評価した。測定は吸引力測定機を用いて、電流値が０．２Ａ、０．４Ａ、０．６Ａのストローク（可動鉄心の移動値）に対する吸引力を測定した。結果を図７に示す。図７には比較としてＴＩＧ溶接品のデータを点線で示している。

【0044】

図７からわかるように、ＴＩＧ溶接の場合は溶接前後でヒステリシスの幅が大きく変化しているのに対して、ファイバーレーザ溶接の場合は溶接前後で吸引力特性がほとんど変化していない。ここからもファイバーレーザ溶接における熱歪みの影響が小さいことがわかる。

【0045】

・封止特性
次に封止特性を評価した。測定はエアリーク試験機を用いた。エア圧力０．４９～０．６３ＭＰａで３０秒間加圧し、リークの有無を確認したところ、リークなく、完全に封止できていることが確認された。

【0046】

・耐圧特性
静耐圧特性を確認するため、バースト試験を行った。測定は油圧ジャッキと圧力計を用いた。８０ＭＰａの高圧を付加しても油漏れがなく、十分な静耐圧特性を有していることが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明は、工程管理の容易な重ね合わせ溶接を行っても、溶接による熱歪みによるチューブ内周面の変形が少なく、かつ、実質的に溶接面のスパッタ付着物のない、ソレノイドチューブの製造方法を提供することができ、品質の向上と工程のコストダウンを両立させることが可能となる点で産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0048】

１０ 第１磁性部材
１１ 非磁性部材
１２ 第２磁性部材
１４ コイル
１６ 樹脂部材
１８ ケース
２０ 可動鉄心
２２ ロッド
２４ スペーサ
１００ ソレノイド
２００ ソレノイドチューブ
Ａ、Ｂ、Ｃ 溶接部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】

【図9】